Typy meračov energie a ich pracovné princípy

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Merač energie alebo Merač watthodín je elektrický prístroj, ktorý meria množstvo elektrickej energie spotrebovanej spotrebiteľom. Verejné služby sú jedným z elektrických oddelení, ktoré inštalujú tieto prístroje na všetkých miestach, ako sú domácnosti, priemyselné odvetvia, organizácie, obchodné budovy, aby nabíjali spotrebu elektriny záťažami, ako sú svetlá, ventilátory, chladničky a iné domáce spotrebiče .

Merač watthodín

Merač watthodín



Základná jednotka výkonu je watt a meria sa pomocou wattmetra. Tisíc wattov robí jeden kilowatt. Ak človek spotrebuje jeden kilowatt za hodinu, spotrebuje sa jedna jednotka energie. Takže energia metrov zmerajte rýchle napätie a prúdy, vypočítajte ich súčin a poskytnite okamžitý výkon. Táto energia je integrovaná v časovom intervale, ktorý dáva energiu spotrebovanú v danom časovom období.


Typy meračov energie

Merače energie sú rozdelené do dvoch základných kategórií, ako napríklad:



  • Elektromechanický indukčný merač typu
  • Elektronický merač energie

Merače energie sa delia na dva typy, pričom sa berú do úvahy nasledujúce faktory:

  • Typy displejov analógový alebo digitálny elektromer.
  • Typy meracích bodov: sekundárny prenos, sieť, miestna a primárna distribúcia.
  • Koncové aplikácie ako komerčný, priemyselný a domáci účel
  • Technické aspekty, ako sú jednofázové, tri fázy, materiály s vysokým napätím (HT), nízkym napätím (LT) a materiály triedy presnosti.

Pripojenie k elektrickej energii môže byť buď jednofázový alebo trojfázové v závislosti od dodávok využívaných domácimi alebo komerčnými zariadeniami. Najmä v tomto článku sa budeme zaoberať pracovnými princípmi jednofázového elektromechanického indukčného typu elektromera a tiež trojfázového elektronického elektromera z vysvetlenia dva základné merače energie ako je opísané nižšie.

Jednofázový elektromechanický indukčný merač energie

Je to známy a najbežnejší typ odvekého merača energie. Skladá sa z rotujúceho hliníkového disku umiestneného na vretene medzi dvoma elektromagnetmi. Rýchlosť otáčania disku je úmerná výkonu, ktorý je integrovaný pomocou ozubených kolies a počítadla. Je vyrobený z dvoch laminovaných elektromagnetov z kremíkovej ocele: bočných a sériových magnetov.


Sériový magnet nesie cievku, ktorá má niekoľko závitov drôtu hrúbky zapojených do série s linkou, zatiaľ čo bočníkový magnet nesie cievku s početnými závitmi tenkého drôtu pripojeného cez napájanie.

Brzdový magnet je druh permanentného magnetu, ktorý vyvíja silu opačnú k normálnej rotácii disku, aby posunul disk do vyváženej polohy a zastavil disk pri výpadku napájania.

Jednofázový elektromechanický indukčný merač energie

Jednofázový elektromechanický indukčný merač energie

Sériový magnet vytvára tok, ktorý je úmerný prúdiacemu prúdu, a bočníkový magnet vytvára tok úmerný napätiu. Tieto dva toky zaostávajú o 90 stupňov v dôsledku indukčnej povahy. Rozhranie týchto dvoch polí produkuje na disku vírivý prúd využívajúci silu, ktorá je úmerná súčinu okamžitého napätia, prúdu a fázového uhla medzi nimi. Na jednu stranu disku je umiestnený brzdový magnet, ktorý vytvára brzdný moment na disku konštantným poľom poskytovaným pomocou permanentného magnetu. Kedykoľvek sa brzdný a jazdný moment vyrovná, rýchlosť disku sa ustáli.

Hriadeľ alebo zvislé vreteno hliníkového disku je spojené s usporiadaním ozubeného kolesa, ktoré zaznamenáva počet úmerný otáčkam disku. Toto usporiadanie prevodových stupňov nastavuje počet v sérii číselníkov a označuje energiu spotrebovanú v priebehu času.

Tento typ elektromeru má jednoduchú konštrukciu a presnosť je o niečo nižšia v dôsledku plazivých a iných vonkajších polí. Najdôležitejším problémom týchto typov elektromerov je ich náchylnosť na neoprávnenú manipuláciu, ktorá si vyžaduje systém na sledovanie elektrickej energie. Tieto merače série a bočníka sú široko používané v domácich a priemyselných aplikáciách.

Elektronické merače energie sú presné, presné a spoľahlivé typy meracích prístrojov v porovnaní s elektromechanickými indukčnými elektromermi. Po pripojení k záťaži spotrebujú menej energie a začnú merať okamžite. Takže elektronický typ trojfázového elektromera je vysvetlený nižšie s jeho pracovným princípom.

3-fázový elektronický merač energie

Tento merač je schopný vykonávať merania prúdu, napätia a výkonu v trojfázových napájacích systémoch. Použitím týchto trojfázových meračov je tiež možné merať vysoké napätie a prúdy pomocou vhodných prevodníkov. Ďalej je uvedený jeden z typov trojfázových elektromerov (uvedený ako príklad), ktorý zaisťuje spoľahlivé a presné meranie energie v porovnaní s elektromechanickými meračmi.

3-fázový elektronický merač watthodín

3-fázový elektronický merač energie

Používa AD7755, jednofázový merač energie na meranie energie na získanie a spracovanie vstupných parametrov napätia a prúdu. Napätie a prúdy elektrického vedenia sú dimenzované na úroveň signálu pomocou meničov, ako sú transformátory napätia a prúdu a daný IC, ako je znázornené na obrázku. Tieto signály sa vzorkujú a konvertujú na digitálne, pričom sa navzájom násobia, aby sa získal okamžitý výkon. Neskôr sa tieto digitálne výstupy prevedú na frekvenciu, aby poháňali elektromechanické počítadlo. Frekvencia výstupného impulzu je úmerná okamžitému výkonu a (v danom intervale) poskytuje prenos energie do záťaže pre konkrétny počet impulzov.

Mikrokontrolér prijíma vstupy zo všetkých troch integrovaných obvodov na meranie energie pre trojfázové meranie energie a slúži ako mozog systému vykonávaním všetkých potrebných operácií, ako je ukladanie a načítanie údajov z EEPROM , ktorý prevádzkuje merač pomocou tlačidiel na sledovanie spotreby energie, kalibráciu fáz a mazanie nameraných hodnôt a tiež poháňa displej pomocou dekodér IC .

Doteraz sme čítali o elektromeroch a ich pracovných princípoch. Pre hlbšie pochopenie tejto koncepcie poskytuje nasledujúci popis elektromera úplné podrobnosti obvodu a jeho spojenia pomocou mikrokontroléra.

Obvod merača energie pomocou mikrokontroléra:

Na nasledujúcom obrázku je znázornený obvod merača watthodín implementovaný pomocou funkcie Mikrokontrolér Atmel AVR . Tento obvod nepretržite monitoruje a získava napäťové a prúdové parametre sieťového jednofázového napájania. Mikrokontrolér získava tieto hodnoty parametrov z obvodu na úpravu signálu, ktorým je riadený Integrované obvody OP-AMP .

Obvod merača watthodiny pomocou mikrokontroléra

Obvod merača energie pomocou mikrokontroléra

Tento okruh má dva prúdové transformátory zapojené do série s každým napájacím vedením: fázovým a nulovým. Aktuálne hodnoty z týchto transformátorov sa zasielajú príslušným ADC mikrokontroléra , a potom ADC prevedie tieto hodnoty na digitálne hodnoty, a teda mikrokontrolér nevyhnutne vykoná výpočty na zistenie spotreby energie. The Mikrokontrolér je naprogramovaný takým spôsobom, že hodnoty napätia a prúdu z ADC sa vynásobia a integrujú počas stanoveného časového obdobia a potom zodpovedajúcim spôsobom riadia mechanizmus počítadla, ktorý zobrazuje počet spotrebovaných jednotiek (KW) za určité časové obdobie.

Okrem merania energie poskytuje tento systém aj indikáciu zemného spojenia v prípade akejkoľvek poruchy alebo nadprúdu, ktoré sa môžu vyskytnúť v neutrálnom alebo zemnom vedení, a vhodne otáča Diódy vyžarujúce svetlo indikácia detekcie zemného spojenia ako aj spotreby každej jednotky.

Tento článok je o obvode merača watthodín a jeho pracovných princípoch. Toto sa nazýva aj elektromer, ktorý sa používa pri vývoji súpravy elektrických a elektronických projektov rôznymi technológiami. Za každú pomoc ohľadom pojmov ako neoprávnená manipulácia s meračom energie a fakturácia meračov energie pomocou bezdrôtovej technológie , alebo komentár v sekcii uvedenej nižšie.

Fotografické úvery:

  • Merač watthodiny podľa tradeindia
  • Jednofázový indukčný elektromer do strojárstvo
  • 3-fázový elektronický elektromer od spoločnosti analógový
  • Obvod elektromeru pomocou mikrokontroléra od Ďalšie